[동역학제어실험]진동 신호의 시간 및 주파수 영역 해석 및 Auto-correlation 과 Spectral density

소개글

동역학 제어 실험의 "진동 신호의 시간 및 주파수 영역 해석 및 Auto-correlation 과 Spectral density" 보고서를 한글 파일로 작성하였습니다.
Auto-correlation 과 Spectral density를 구하는 이론식도 세세하기 작성하였습니다.
고찰과 결론은 참고만 하시길 바랍니다.

목차

1.서론
(1)배경
(2)목적

2.이론
(1)Fourier Series
(2)Fourier Integral

3.실험 방법

4.실험 결과

5.고찰

6.결론

7.참고문헌

본문내용

1. 서 론
1.1 배경

진동이란 작고 반복적인 운동계의 역학이다. 진동은 주변 환경에서 흔히 볼 수 있다. 교량은 바람이나 건너는 차들에 의해 진동하고 하드디스크의 용량을 향상시키는 데에도 진동에 대한 이해가 필요하다. 이런 진동을 해석하는 가장 기본적인 방법이 주파수 분석기를 이용하는 것이다. 이번 실험은 주파수 분석기를 이용하여 진동을 해석하는 기본 지식인 푸리에 변환, auto-correlation, power spectral density 등을 이해하고 이론적인 계산보다 빠르고 상당히 정확하게 주파수 분석기를 이용하여 위 값들을 구하고자 한다.

1.2 목적

진동 실험에 있어서 주파수 분석기(signal analyzer)의 사용이 필수적이라 할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 실제로 주파수 분석기를 사용하여 그 사용법을 익힘과 동시에 시간 영역(time domain)에서의 신호가 주파수 영역(frequency)에서는 어떻게 해석되는지 그 결과를 이론적으로 예측하고 실제로 주파수 분석기를 이용하여 살펴보기로 한다.
또한 진동 실험에 있어서 불규칙(random)한 형태의 신호(signal)를 분석하는 것은 아주 중요한 작업이다. 이러한 불규칙적인 신호는 수학적으로 명확히 결정되어질 수가 없고 얻어진 신호의 통계적인 특성(property)들을 이용하여 처리해야만 한다. 본 실험의 목표는 그 방법으로써 제시된 auto-correlation 과 power spectral density 에 대한 개념을 이해하고, 간단한 실험을 통해 signal analyzer 를 사용하여 auto-correlation 과 power spectral density 를 구하는 방법을 이해하는 것이다.

2. 이 론

2.1 Fourier Series
Fourier Series 란 모든 주기 함수는 일련의 sine, cosine 함수들의 합으로서 표현될 수 있다는 것이다. 즉, 주기가 T 인 주기 함수 는 다음과 같은 Fourier Series 로 전개할 수 있다.

참고 자료

기계공학실험 교재 “기계진동학”, 한양대 초정밀회전기기 연구실
Engineering Vibration, 4th edition, Daniel J.Inman, Pearson
Advanced Engineering Mathmatics, 10th edition, Erwin Freyszig, Wiley